发明内容
本发明的目的包括,例如,提供了一种齿条行程限位机构的调节方法和轮距不同的转向器加工方法,其能够缩短新车型转向器的开发周期。
本发明的实施例可以这样实现:
第一方面,实施例提供一种齿条行程限位机构的调节方法,应用于转向器,所述转向器包括齿条轴,所述齿条行程限位机构包括分别与所述齿条轴配合的球头支座和转向器壳体,所述齿条轴沿所述转向器壳体的导槽运动,且端部与所述球头支座铰接,所述球头支座包括具有配合面的台肩,所述转向器壳体包括具有限位面的轴肩,所述调节方法包括;
预制平台化的转向器,所述平台化的转向器的轮距为基础轮距;
根据待调节轮距与基础轮距获取所述齿条轴的长度尺寸差;
根据所述长度尺寸差调节所述球头支座的台肩尺寸或所述转向器壳体的轴肩尺寸,以使所述配合面与所述限位面之间的距离不变。
在可选的实施方式中,所述基础轮距对应于所述转向器壳体的轴肩基础尺寸,所述待调节轮距对应于所述转向器壳体的轴肩目标尺寸,根据所述长度尺寸差调节所述转向器壳体的轴肩尺寸的步骤包括:
在所述轴肩基础尺寸的基础上相应变化所述长度尺寸差的一半,以获得所述轴肩目标尺寸。
在可选的实施方式中,当所述待调节轮距为多个且所述待调节轮距的尺寸均不同时,根据所述长度尺寸差调节所述转向器壳体的轴肩尺寸的步骤包括:
获取所述待调节轮距中的最大轮距为基础轮距;
根据所述基础轮距来确定所述转向器壳体的轴肩基础尺寸;
根据所述轴肩基础尺寸预制转向器壳体基体;
在剩余待调节轮距中,一一对应地获取所述待调节轮距与所述基准轮距的尺寸差;
在所述转向器壳体基体的基础上一一对应地切削去除所述尺寸差的一半。
在可选的实施方式中,所述轴肩基础尺寸的获取方法包括:
所述转向器壳体的轴肩还包括外端面,测量获取所述外端面与所述限位面之间的距离。
在可选的实施方式中,所述基础轮距对应于所述齿条轴的长度为齿条基础尺寸,所述待调节轮距对应于所述齿条轴的长度为齿条目标尺寸;
获取所述齿条轴的长度尺寸差的步骤包括:获取所述齿条目标尺寸与所述齿条基础尺寸的长度变量;
根据所述长度尺寸差调节所述转向器壳体的轴肩尺寸的步骤包括:在所述转向器壳体的轴肩基础尺寸的基础上减去所述长度变量的一半,以获得所述轴肩目标尺寸。
在可选的实施方式中,当所述待调节轮距为多个且所述待调节轮距的尺寸均不同时,根据所述尺寸差调节所述转向器壳体的轴肩尺寸的步骤包括:
获取所述待调节轮距中的最小轮距为基础轮距;
根据所述基础轮距来确定所述转向器壳体的轴肩基础尺寸;
根据所述轴肩基础尺寸预制转向器壳体基体;
在剩余待调节轮距中,一一对应地获取所述待调节轮距与所述基础轮距的尺寸差;
在所述转向器壳体基体的基础上一一对应地增设衬套,所述衬套的轴向尺寸为所述尺寸差的一半。
在可选的实施方式中,根据所述长度尺寸差调节所述转向器壳体的轴肩尺寸的步骤包括:
根据所述待调节轮距成型芯子模型;
采用所述芯子模型限定所述转向器壳体的轴肩尺寸,铸造成型所述转向器壳体。
在可选的实施方式中,所述基础轮距对应于所述球头支座的台肩基础尺寸,所述待调节轮距对应于所述球头支座的台肩目标尺寸,根据所述长度尺寸差调节所述球头支座的台肩尺寸的步骤包括;
在所述台肩基础尺寸的基础上相应变化所述长度尺寸差的一半,以获得所述台肩目标尺寸。
在可选的实施方式中,所述台肩基础尺寸的获取方法包括:
所述球头支座的台肩还包括背离所述齿条轴的远端面,测量获取所述远端面与所述配合面之间的距离。
第二方面,实施例提供一种轮距不同的转向器加工方法,包括:
调整齿条轴的长度尺寸;
执行上述前述实施方式任一项所述的齿条行程限位机构的调节方法。
本发明实施例的有益效果至少包括,例如:
新车型转向器对应于待调节轮距,待调节轮距对应于转向器中的目标齿条轴;针对多个不同轮距的新车型预制平台化的转向器,该平台化的转向器对应于基础轮距,基础轮距对应于转向器中的基础齿条轴。
根据待开发新车型的待调节轮距与基础轮距获取调节前后齿条轴的长度尺寸差,然后根据尺寸差,在平台化的转向器基础上相应的调整球头支座的台肩尺寸或者转向器壳体的轴肩尺寸,从而保证球头支座的台肩配合面与转向器壳体的轴肩限位面之间的距离不变,以使齿条轴的轴向移动量不会随轮距的变化而变化。针对不同的新车型先批量生产平台化的转向器,然后在平台化的转向器的基础上,对球头支座的台肩或转向器壳体的轴肩进行微调,易于操作,通用性较强,大大节省了转向器的开发周期和开发成本,提高了转向器开发通用化水平。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例中的特征可以相互结合。
实施例
本发明实施例提供了一种齿条行程限位机构的调节方法及轮距不同的转向器加工方法,应用于新车型开发的转向器加工生产中。
根据乘用车的发展,机械式转向器为转向梯形的主要实现部件,由于现有转向器开发是针对单一车型进行的设计,也就是说,一种转向器只能适应一种车型,针对不同轮距的车型,往往通过多款转向器的设计来进行适应性开发。所以多种车型需要开发多种转向器,该需求导致新车型转向器在开发过程中产生较长的开发周期和较多的开发成本。
本申请实施例提供了一种平台化转向器,在该平台化转向器的基础上采用不同方法,通过对球头支座的台肩或转向器壳体的轴肩进行微小改动,或者对加工工艺的微小变动,通过微调方式来制造出适应不同车型、不同轮距的待开发转向器。从而缩短新车型所对应转向器的开发周期,降低开发成本,极大地提高了平台化转向器的通用性。
图1为转向器100的结构示意图,图2为图1中部分结构剖视图。
如图1和图2所示,转向器100包括第一外球头10、第一内球头11、第一防尘罩12、输入轴组件13、转向器壳体14、第二防尘罩15、第二内球头16及第二外球头17。其中,外球头、内球头及防尘罩均为对称设置的相同零件。转向器壳体14通过整体铸铝成型。
进一步地,转向器壳体14内部设置有内拉杆球头20、球头支座21、齿条轴22及小齿轮23。内拉杆球头20与球头支座21球铰,齿条轴22与小齿轮23啮合且端部与球头支座21连接,齿条轴22可运动地嵌设于转向器壳体14的导槽中。由于转向器100上方的方向盘通过输入轴组件13带动小齿轮23进行旋转,在旋转的过程中,小齿轮23的转动带动齿条轴22沿转向器壳体14的导槽轴向运动,进而带动内拉杆球头20的移动。
在齿条轴22运动的过程中,齿条轴22的轴向移动量由齿条行程限位机构决定,具体的,齿条行程限位机构包括分别与齿条轴22配合的球头支座21和转向器壳体14。球头支座21包括具有配合面212的台肩215,转向器壳体14包括具有限位面142的轴肩145。换句话说,齿条轴22的轴向移动量是由球头支座21台肩215的配合面212与转向器壳体14轴肩145的限位面142之间的距离来决定,齿条行程限位机构根据轮距的要求在基础轮距所对应的转向器100上进行相应的加长或减短。
针对不同车型的不同轮距,本实施例中通过加工不同长度棒料来实现齿条轴22的长度尺寸调整。
当齿条轴22的长度尺寸发生变化后,齿条轴22轴向两侧的内拉杆球头20与转向器壳体14之间的距离也相应发生变化,对应的球头支座21的台肩215与转向器壳体14的轴肩145距离相应发生变化,改变了齿条轴22的轴向移动量,进而导致转向器100的转向性能发生变化。
为避免转向器100的转向性能随齿条轴22的长度尺寸变化而变化,则需要保证齿条轴22的轴向移动量不随轮距变化而变化,也就是说,需要保证球头支座21台肩215的配合面212与转向器壳体14轴肩145的限位面142之间距离不变。
本实施例提出了以下多种方案来保证球头支座21台肩215的配合面212和转向器壳体14轴肩145的限位面142之间距离不变,以实现基于平台化转向器100基础上进行微调的目的。
下面对本实施例提供的齿条行程限位机构的调节方法进行详细说明。
该调节方法包括:
预制平台化的转向器100,以该平台化转向器100的轮距为基础轮距;
根据待调节轮距与基础轮距的轮距差,获取齿条轴22调节前后的长度尺寸差;
根据上述的长度尺寸差,调节球头支座21的台肩215尺寸或转向器壳体14的轴肩145尺寸,从而实现球头支座21台肩215的配合面212与转向器壳体14轴肩145的限位面142之间距离保持不变。
具体的,基础轮距对应于转向器壳体14的轴肩基础尺寸,基础轮距对应于球头支座21的台肩基础尺寸,基础轮距对应于齿条轴22的长度为齿条基础尺寸;待调节轮距对应于转向器壳体14的轴肩目标尺寸,待调节轮距对应于球头支座21的台肩目标尺寸,待调节轮距对应于齿条轴22的长度为齿条目标尺寸。
其中,轴肩基础尺寸的获取方法为:转向器壳体14的轴肩145还包括外端面,通过测量转向器壳体14的外端面与限位面142之间的距离来获取轴肩基础尺寸。
台肩基础尺寸的获取方法为:球头支座21的台肩215还包括背离齿条轴22的远端面,通过测量球头支座21的远端面与配合面212之间的距离来获取台肩基础尺寸。
本实施例可以通过调节球头支座21的台肩215尺寸或者转向器壳体14的轴肩145尺寸两种形式进行调节。
首先,详细介绍根据长度尺寸差调节转向器壳体14的轴肩145尺寸方法:在轴肩基础尺寸的基础上,相对应变化长度尺寸差的一半,从而获得轴肩目标尺寸。
换句话说,当待调节轮距在基础轮距的基础上变化±X时,在转向器壳体14的轴肩基础尺寸的基础上,也相应地变化±X/2(齿条轴22两侧的第一轴肩变化±X/2,第二轴肩变化±X/2)。具体的,有以下实现方式:
第一种,待开发车型的转向器壳体14在铸造前,统筹考虑所有车型,按照最大轮距来设计,小于最大轮距的车型,通过机加工方式相应地铣削X/2,使得转向器壳体14轴肩145的限位面142和球头支座21台肩215的配合面212之间的间距始终不变,以保证所有待开发车型的转向性能不变。
具体的,当待调节轮距为多个,且全部待调节轮距的尺寸均不相同时,根据长度尺寸差调节转向器壳体14的轴肩145尺寸的步骤如下:
从多个待调节轮距中获取最大的轮距为基础轮距;
根据获取的基础轮距来确定转向器壳体14的轴肩基础尺寸;
根据轴肩基础尺寸批量预制转向器壳体基体;
针对剩余的待调节轮距中,一一对应地获取待调节轮距与上述基础轮距的尺寸差;
最后在转向器壳体基体的基础上,一一对应地切削去除尺寸差的一半,从而获取与多个待调节轮距一一对应的转向器壳体14。
第二种,待开发车型的转向器壳体14在铸造前,针对不同轮距的不同车型,一一对应的生产制作不同的芯子模具。值得注意的是,该芯子模具是用于对转向器壳体14进行铸造时的轴肩145进行限位。
针对不同的轮距,通过更换不同的芯子模具,从而铸造出不同轴肩位置的转向器壳体14,进而使得转向器壳体14轴肩145的限位面142和球头支座21台肩215的配合面212之间的间距始终不变,以保证所有待开发车型的转向性能不变。
具体的,根据长度尺寸差调节转向器壳体14的轴肩145尺寸的步骤包括:
根据待调节轮距成型芯子模型;
采用芯子模型限定转向器壳体14的轴肩145尺寸,铸造成型转向器壳体14。
进一步地,获取齿条目标尺寸与齿条基础尺寸的长度变量,根据长度尺寸差调节转向器壳体14的轴肩145尺寸包括:
在转向器壳体14的轴肩基础尺寸的基础上减去长度变量的一半,以获述轴肩目标尺寸。
图3为转向器100在变化之前的剖视图,图4为转向器100在变化之后的剖视图。
请参照图3和图4所示,齿条轴22在转向器壳体14的导槽内沿轴向移动时,通过球头支座21的台肩215配合面212与转向器壳体14的轴肩145限位面142配合,限制齿条轴行程。
当齿条轴22的长度尺寸为B,转向器壳体14的外端面距离限位面142的距离为C。为使不同轮距的车型的转向性能不变,将待开发车型的待调节轮距与基础轮距的绝对差值作为变量。此时,齿条轴22的加工尺寸由B改变成为B+变量,增加变量尺寸的方式为两端分别增加变量/2。
同时,将转向器壳体14两端的轴肩145的加工尺寸C修改为C-变量。
不同车型中轮距发生变化,但是转向器壳体14轴肩145的限位面142与球头支座21台肩215的配合面212之间的距离保持不变。从而保证了齿条轴22轴向移动量不变,且可以使转向***适用于不同轮距的车型。
第三种,待开发车型的转向器壳体14在铸造前,统筹考虑所有车型,按照最小轮距来设计,大于最小轮距的车型,在最小轮距车型的转向器壳体14轴肩145处,相应增加转向器壳体14衬套24,该衬套24厚度为±X/2。
该方式可以使得转向器壳体14轴肩145的限位面142和球头支座21台肩215的配合面212之间的间距始终不变,以保证所有待开发车型的转向性能不变。
具体的,当待调节轮距为多个,且全部待调节轮距的尺寸均不相同时,根据长度尺寸差调节转向器壳体14的轴肩145尺寸的步骤如下:
从多个待调节轮距中获取最小的轮距为基础轮距;
根据获取的基础轮距来确定转向器壳体14的轴肩基础尺寸;
根据轴肩基础尺寸批量预制转向器壳体基体;
针对剩余的待调节轮距中,一一对应地获取待调节轮距与上述基础轮距的尺寸差;
最后在转向器壳体基体的基础上,一一对应地增设衬套24,该衬套24的轴向尺寸为长度尺寸差的一半,从而获取与多个待调节轮距一一对应的转向器壳体14。
图5为转向器100增设的衬套24的结构示意图,图6为转向器100在变化之后的剖视图。
请参照图3至图6所示,将不同车型的轮距相对于基础轮距的绝对差值作为变量。当齿条轴22的加工尺寸由B改变成为B+变量时,增加变量尺寸的方式为两端分别增加变量/2。即在齿条轴22两端分别增加转向器100的衬套24,将衬套24套设于转向器100的齿条轴22上。
进一步地,衬套24的长度尺寸为L,L的数值等于轮距差值的变量的一半。
其次,详细介绍根据长度尺寸差调节球头支座21的台肩215尺寸方法:
图7为转向器100在调整之前的部分结构剖视图,图8为转向器100在调整之后的部分结构剖视图。
如图7和图8所示,根据长度尺寸差调节球头支座21的台肩215尺寸的步骤:
在台肩基础尺寸的基础上,相应变化长度尺寸差的一半,从而获得台肩目标尺寸。
不同车型的轮距相对于基础轮距变化±X,根据轮距变化±X对球头支座21进行特制,使其轴向长度相比基础轮距长度相应变化±X/2。
具体地,球头支座21分别与齿条轴22和内球头横拉杆,球头支座21的远端面与配合面212之间的距离为长度尺寸D。球头支座21在转向器100轴向进行相应的增加或减短,实现行程限位,保证齿条行程不变的要求。
加工时,对球头支座21在齿条轴22上的螺纹孔孔深预先留足余量,通过球头支座21旋入齿条轴22的螺纹孔的螺纹深度不同,实现行程限位。
将不同车型的待调节轮距与基础轮距的绝对差值作为变量。将齿条轴22两侧的球头支座21的长度尺寸D,加工为D+变量/2,从而保证球头支座21台肩215的配合面212与转向器壳体14轴肩145的限位面142之间距离不变,满足多种不同车型的轮距变化但转向性能不变的要求。
本发明实施例还提供了一种轮距不同的转向器100加工方法,包括:
调整齿条轴22的长度尺寸;
执行上述齿条行程限位机构的调节方法。
其中,调整齿条轴22的长度尺寸是指,根据不同轮距尺寸,采用不同长度的棒料加工齿条轴22,即根据轮距要求在基础轮距对应的齿条轴22上通过机加工进行加长或减短成型齿条轴22的毛坯,以使调整后的齿条轴22的长度尺寸与待调节轮距一一相匹配。
本发明实施例提供的齿条行程限位机构的调节方法和转向器100加工方法具有的有益效果是:
首先预制平台化的转向器100,然后在该转向器100的基础上通过对转向器壳体14或者球头支座21进行微小改变来满足不同车型、不同轮距的布置需求和转向需要,能够较好的实现阿克曼率和转向性能。改善了现有转向器100开发周期长和成本高的问题,大大节省了转向器100的开发周期,降低了开发成本,提高了转向器100开发通用化水平,可靠性高,通用性强。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。